專利名稱：用于不同加載速率下吸附力試驗的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋與海岸工程、巖土工程的交叉領(lǐng)域，更具體地說，涉及近?；蚝秃Ｑ笃脚_施工中用于吸附力試驗的裝置。
背景技術(shù)：
吸附カ廣泛存在于生活和工程領(lǐng)域，有時會產(chǎn)生重大工程問題，如沉船打撈時的打撈カ遠(yuǎn)大于船體自重，且一旦擺脫了吸附カ將產(chǎn)生重大的沖擊カ；移動式海洋平臺的樁腿，當(dāng)需要移動時也應(yīng)首先克服海床的吸附作用。目前應(yīng)用也較為廣泛，如吸カ式沉箱基礎(chǔ)和吸力式錨基礎(chǔ)等。但對于吸附カ的研究也大部分集中于經(jīng)驗公式和理論推導(dǎo)，模型試驗的研究較少，特別是對不同加載速率下的吸附カ試驗研究更少，可用的設(shè)備和儀器也很難在文獻(xiàn)中找到。因此為了能更好的了解吸附機(jī)理，模型試驗是必不可少的方法之一。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，為了能更好的了解加載速率與吸附カ的關(guān)系，找到合適的提拉方法，提高工作效率和工作成本，本發(fā)明設(shè)計了ー套進(jìn)行吸附カ研究的試驗設(shè)備，可進(jìn)行不同加載速率下的吸附カ試驗研究，為近海施工設(shè)施和海洋平臺領(lǐng)域提供恰當(dāng)?shù)氖┕し椒ê蜏p小吸力的措施打下基礎(chǔ)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于不同加載速率下吸附カ試驗的系統(tǒng)，包括裝有土層的土槽，所述土槽中埋設(shè)有鋼板圍成的方箱。所述方箱的上部一側(cè)設(shè)有位移傳感器；所述方箱上部通過繩索掛接于杠桿的一端，所述杠桿的另一端掛設(shè)有水桶。此外，所述方箱的底部鋼板上開設(shè)有孔體；所述孔體下方的土層中埋設(shè)有孔壓傳感器。優(yōu)選方式下，所述杠桿的支點(diǎn)固定于ー個高度可調(diào)的支架結(jié)構(gòu)上，支架結(jié)構(gòu)(反力架)為荷載加載時的支架，可進(jìn)行土體固結(jié)和提拉的反力裝置。此外，密封土槽利用鋼材制作。利用杠桿加載方式和水流流速來表征荷載的速率。具體說，通過水龍頭閥門控制水流速度，以水體代替砝碼進(jìn)行加載；通過杠桿進(jìn)加載的提拉カ進(jìn)行放大。通過拉カ采集設(shè)備進(jìn)行極限吸附カ的測定。本發(fā)明通過設(shè)計杠桿加載方式和水流流速代替荷載加載速率，水閥控制流速，杠桿施カ側(cè)的水桶代替砝碼，杠桿的另ー側(cè)則用來提供提拉力，從而解決了荷載加載速率不好控制的問題。通過杠桿的原理將上拔的拉カ進(jìn)行擴(kuò)大，減小了所需的水的重量。本系統(tǒng)可進(jìn)行不同拉カ速率下的吸附カ研究。具有結(jié)構(gòu)簡單、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。同時也可進(jìn)行吸附カ影響因素、消除吸附カ措施等方面的研究。

圖I是本發(fā)明用于不同加載速率下吸附カ試驗系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示吸附カ試驗系統(tǒng)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1-2所示本發(fā)明用于不同加載速率下吸附カ試驗的系統(tǒng)，包括裝有土層I的土槽，所述土槽中埋設(shè)有鋼板圍成的方箱3 ;所述方箱3的上部一側(cè)設(shè)有位移傳感器4 ;所述方箱3上部通過繩索掛接于杠桿6的一端，所述杠桿6的另一端掛設(shè)有水桶5。此外，所述方箱的底部鋼板上開設(shè)有孔體；所述孔體下方的土層中埋設(shè)有孔壓傳感器2。優(yōu)選方式下，杠桿6的支點(diǎn)7固定于ー個高度可調(diào)的支架結(jié)構(gòu)8上。一種實施例中，試驗土槽大小為2mX2mX0.7m，見圖1，底部和四周密封，可進(jìn)行水下試驗。上部設(shè)置反力架，進(jìn)行施加固結(jié)壓カ和提拉力，杠桿為I : 5的比例。系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)物為移動平臺的方箱3，采用厚度為6mm的鋼板焊接成規(guī)則的箱型，在內(nèi)部加肋骨保證其剛度，在底部設(shè)有預(yù)留孔洞，可進(jìn)行充氣、充水消除吸力試驗。試驗時，首先對土體進(jìn)行固結(jié)24h，模擬提拉前土體和接觸面上的實際應(yīng)力狀態(tài)。 土體固結(jié)完成之后，進(jìn)行提拉，通過水管以一定的流速，將水注入水桶中，通過杠桿將水重擴(kuò)大5倍后施加到模型箱上，此時，可以采用不同的水流速度研究不同的加載速率下的吸力大小。在注水的同時，模型箱將被慢慢拔起，此時還需記錄下上拔的位移和所需的時間。當(dāng)模型箱擺脫吸力離底時，關(guān)閉水閥。此時可得極限吸附カ大小等于水和水桶的總重，加載的速率為水重與時間的比值。試驗過程中，采集設(shè)備和量測分別為IOt拉壓傳感器和應(yīng)變儀。采用接觸式位移傳感器進(jìn)行提升過程中的位移采集。采用不同的流速重復(fù)試驗，可以獲得極限吸附カ與加載速率的關(guān)系曲線。本發(fā)明可進(jìn)行科學(xué)研究和工程測量等試驗，可進(jìn)行加載速率與吸附カ關(guān)系研究的試驗和數(shù)據(jù)采集，由試驗土槽、加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)量測系統(tǒng)等組成。加載系統(tǒng)為杠桿和水流,水流的流速代替加載的速率，杠桿將提拉カ進(jìn)行放大?？捎衫瓑簯?yīng)變傳感器測得極限吸附力。同時也可進(jìn)行吸附カ影響因素的科學(xué)研究。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于不同加載速率下吸附カ試驗的系統(tǒng)，其特征在于，包括裝有土層(I)的土槽，所述土槽中埋設(shè)有鋼板圍成的方箱(3);所述方箱(3)的上部一側(cè)設(shè)有位移傳感器(4)；所述方箱(3)上部通過繩索掛接于杠桿￠)的一端，所述杠桿出)的另一端掛設(shè)有水桶(5)；
此外，所述方箱(3)的底部鋼板上開設(shè)有孔體；所述孔體下方的土層中埋設(shè)有孔壓傳感器⑵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述結(jié)構(gòu)物與底部土層吸附カ試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述杠桿(6)的支點(diǎn)(7)固定于ー個支架結(jié)構(gòu)(8)上。
專利摘要本實用公開了一種用于不同加載速率下吸附力試驗的系統(tǒng)，包括裝有土層(1)的土槽，所述土槽中埋設(shè)有鋼板圍成的方箱(3)；所述方箱(3)的上部一側(cè)設(shè)有位移傳感器(4)；所述方箱(3)上部通過繩索掛接于杠桿(6)的一端，所述杠桿(6)的另一端掛設(shè)有水桶(5)；此外，所述方箱(3)的底部鋼板上開設(shè)有孔體；所述孔體下方的土層中埋設(shè)有孔壓傳感器(2)。本實用可進(jìn)行不同拉力速率下的吸附力研究，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于操作等優(yōu)點(diǎn)；還可用于吸附力影響因素、消除吸附力措施等方面的研究。
文檔編號E02B1/02GK202595696SQ20122022722
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者彭貴勝, 戴挺, 孫德壯, 馬延德, 李文賀, 姚云熙, 楊慶, 唐小微 申請人:大連船舶重工集團(tuán)有限公司